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核电退役:计划、挑战和创新

2021-10-26 15:43:16 嘿嘿能源heypower   作者: Heypower  

在最近一次关于核电退役的会议上,有专家强调了核退役项目面临的一些困难,并讨论了去污、修复和放射性废物管理的一些技术研发和创新。

1、核电退役主要方法

“核退役——计划与创新”这一会议,由核退役顾问、世界核协会废物管理与退役工作组代表道格拉斯·克尔主持开幕。

在会议上,Kerr分享了工作组报告《核退役废物管理方法》的研究结果,该报告旨在汇集有关材料和废物管理的专业知识,并为面临新退役挑战的人员提供指导。

Kerr概述了核电站退役的三种主要方法——立即拆除、延期拆除和掩埋——并讨论了与每种方法相关的成本、风险和监管因素。

他解释了为什么应在核电项目规划的早期,明确定义核电厂的最终状态和退役策略:早期规划会影响后续退役的许多因素,包括放射性废物库存、废物路线、成本和时间表。

Kerr说,从公众接受度和成本驱动角度来看,立即拆除是首选策略。

然而,他指出可能是多个反应堆同时退役存在的一个潜在问题,核废料管理是一个“典型的瓶颈”。

在随后欧洲公用事业公司之间的小组讨论中也强调了这一点。

2、比利时、芬兰和瑞典核退役计划

在小组讨论期间,Vattenfall(瑞典)项目经理Mats Ahlstr?m、ENGIE 公司(比利时)退役和放射性废物管理负责人Peter Berben和Fortum Power & Heat Oy(芬兰)首席专家Matti Kaisanlahti分享了其核退役计划的最新情况。

虽然欧洲没有退役的“共同战略”,但三个相关组织都面临着共同的挑战。

在他们的陈述和随后与主持人克里斯蒂娜·吉林(Vysus集团核废料和退役首席顾问)的问答会上,对这些问题进行了详细讨论。

这三个国家都采取立即拆除的办法。

瑞典

Ahlstr?m介绍了退役路线图。他是Ringhals核电站 1号BWR(沸水堆)(2020年12月关闭)和Ringhals核电站2号PWR(压水堆)(2019年12月关闭)退役的项目经理。

他说,目前正在现场进行准备工作,以将Ringhals核电站1号和2号机组与运营的3号和4号机组分开,并计划于2022年9月开始。

包括反应堆压力容器和蒸汽发生器在内的特殊项目的拆装,预计将在2023年4月至2027年期间进行。这将与其他放射性项目的“批量”工作并行进行,计划在2030年左右进行常规拆除。

比利时

ENGIE的Peter Berben指出,Electrabel在比利时的Doel和Tihange现场运营着七座压水反应堆,计划在2025年关闭。

将于2022年10月关闭的第一台机组是Doel 3号机组,随后将于2023年2月关闭Tihange 2号机组。

Berben说,Electrabel也选择了立即拆除策略——至少对前两个机组如此——目前正处于20年退役计划的准备阶段。

运行后最初五年阶段的重点,清除反应堆中的燃料和乏燃料池中的运行放射性废物,以及化学系统的去污。一旦完成并收到拆除许可证,13年的拆除工作即可开始。

芬兰

Fortum的Kaisanalthi概述了芬兰Loviisa核电站的退役计划,该核电站由两个VVER-440反应堆机组组成。

在芬兰,反应堆关闭后有六年的许可期(Loviisa 1号反应堆将于2022年启动)。接下来是三年的“过渡期”,在此期间,所有系统都准备退役。

Kaisanalthi说,Loviisa 1号的拆除预计将于2031年开始,并持续到2034年年中。计划于2034年初在Loviisa 2开始这项工作,并将持续到2037年年中。

关于将使用的技术,Kaisanalthi解释说,Fortum将在某些情况下使用“众所周知的常规技术”,包括锯切、等离子切割、金刚石线切割和远程控制设备。

3、放射性废物管理仍然是主要挑战

塞拉菲尔德(Sellafield)公司建议采用机器人和远程技术进行核退役工作。

在当天的第三次会议上,塞拉菲尔德有限公司的机器人和人工智能主管Rav Chunilal概述了英国核退役管理局的计划,以实现“到2030年,人类在危险环境中进行的退役活动减少50%”,带来成本和进度减少的好处。

Peter Berben告诉代表们,ENGIE面临的最大挑战是放射性废物管理,因为比利时目前没有核废物的最终处置方案。

Berben说,他希望“几年后”能有一个近地表的废物处置库来处理低放射性废物。

对于B类(高、中水平废物),如活性金属或含长寿命放射性同位素的废物,“比利时没有相关政策”,目前正在核电现场进行临时储存。

Berben总结说,“由于缺乏明确的放射性废物疏散路线,比利时的退役规划和执行进度仍然不甚明晰。”

但他确实表示,ENGIE希望通过将核退役活动与放射性废物管理分开来缓解这一问题,这意味着在处置方案可用之前,拆卸可以继续进行,在现场临时储存废物,这意味着在这个过程中,废物不会成为“瓶颈”。

在第一次会议上,Kerr指出,废物产生、拆卸、切割、特征描述、包装、中间储存、运输和处置的设计应“不影响时间表”。

他说,在Loviisa核电现场建立一个现场处置设施有助于缓解这种情况。

正在Ringhals管理退役的Ahlstr?m强调了该项目面临的“成本挑战”。

他将大规模退役阶段确定为“最大的一块工作”,并表示Vattenfall的目标是确保在执行之前有小规模的有效流程。

同样重要的是确保废物管理路线,以避免任何“瓶颈”以及需要在现场创建临时存储。

最后,Ahlstr?m说,Vattenfall希望在其计划中增加一些灵活性,以便在出现任何延误时,可以有不同的应对策略。

他提出了组织问题,退役将影响到人员数量、所需技能以及电厂工作人员的态度。

4、核退役的创新:来自塞拉菲尔德的机器人

该最后几次会议,主要讨论为核退役和放射性废物管理开发的一些创新解决方案。

塞拉菲尔德的发言人强调了机器人技术和AI(人工智能)是如何支持现场和现场以外的退役挑战的。

Chunilal说:“我们不仅关注塞拉菲尔德在现场面临的挑战,还关注NDA集团在英国现场面临的挑战。这是一个不断发展的领域,我们需要加快步伐,以安全可靠的方式将这项工作融入日常业务中。”

塞拉菲尔德有限公司已经建立了一个机器人技术框架,该框架包括空中、陆地和水基机器人技术和AI,并介绍了一系列案例研究。

塞拉菲尔德公司专业设备服务工程与维护远程处理经理Pete Allport解释了无人机如何支持现场烟囱的外部和内部检查。他还讨论了发展超视距(BVLOS)能力的努力,该能力将用于以常规方式执行半自主检查和调查任务。

塞拉菲尔德有限公司修复能力开发经理克里斯·霍普(Chris Hope)举例说明了现场使用的技术,包括蛇臂机器人(如2017年的LaserSnake)、地面ROV(如RED工程开发的Curieosity)和四足机器人(波士顿动态现场,几周前首次在现场演示)。

legacy ponds ROV经理Keith Pick介绍了legacy ponds和筒仓中用于燃料整合、箕斗清洁、污泥和地板清理等活动的远程操作车。

Chris Ballard(机器人和AI经理)介绍了机器人和AI合作计划(RAICO),参与的合资企业包括曼彻斯特大学、塞拉菲尔德有限公司、UKAEA、国家核实验室(NNL)和NDA。

“机器人和人工智能中心的建立,将使我们能够与我们的合作伙伴在创新和研发方面合作,一起面对真正的挑战,将整个塞拉菲尔德的机器人所做的工作结合起来,并利用它们提供的机会。”

5、核废物处理

在核废物处理方面,安萨尔多(Ansaldo)核电公司解释了其如何致力于开发和提供更有效的核退役和放射性废物管理解决方案。

艾伦·贝文(Alan Beven)概述了该公司在欧洲研发项目中的活动,包括:

INNO4GRAPH–开发用于石墨块检索和处理的多关节机械手。

CLEANDEM–用于拆卸活动的无人地面车辆的机械设计和系统集成。

PREDIS–为预处理存储开发数据处理、计算和融合平台。

安萨尔多核电公司大客户经理Charles Mendes随后详细讨论了一系列创新工艺,包括湿式氧化(WOX)、磷酸去污(PHADEC)和磷酸铁玻璃化技术。

Nuvia的Helen Beddow还介绍了一系列可支持土地修复和废物管理解决方案。

这些解决方案包括使用土拨鼠探测器绘制表面辐射图,使用伽马挖掘监测器(GEM)对挖掘机铲斗进行快速筛选技术。

Beddow还介绍了英国哈维尔液体废水处理厂(LETP)修复的案例研究。

最后,东京电力公司控股公司首席退役官小野章分享了福岛第一核电站退役进展的最新情况。他的演讲还包括一段短片,展示了2022年用于从2号反应堆清除燃料碎片的机械臂的工厂性能测试。




责任编辑: 江晓蓓

标签: 核电退役

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